DE102004018768A1

DE102004018768A1 - Leitkörper

Info

Publication number: DE102004018768A1
Application number: DE200410018768
Authority: DE
Inventors: Ingo Becker
Original assignee: Voith Paper Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2004-04-17
Filing date: 2004-04-17
Publication date: 2005-11-03

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Leitkörper zum Führen einer laufenden Papier-, Karton- oder anderen Faserstoffbahn (7), wobei der Leitkörper eine gasdurchlässige, poröse Leitfläche (8a) aufweist, auf der die Faserstoffbahn (7) geführt ist. DOLLAR A Erfindungsgemäß ist der Leitkörper (8, 28) unmittelbar vor einem in einem bestimmten Abstand zur Faserstoffbahn (7) angeordneten Vorhang-Auftragswerk (1, 21) positioniert, welches ein flüssiges bis pastöses Auftragsmedium (4) zur Beschichtung der Faserstoffbahn (7) als sich im Wesentlichen schwerkraftbedingt bewegenden, frei fallenden Vorhang (6) abgibt und dabei die gasdurchlässige Leitfläche (8a) jener Bahnseite (7a, 7b) zugeordnet ist, die das Auftragsmedium (4) empfängt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Leitkörper zum Führen einer laufenden Papier-, Karton- oder einer anderen Faserstoffbahn, wobei der Leitkörper eine gasdurchlässige, poröse Leitfläche aufweist, auf der die Faserstoffbahn geführt ist.

Eine gattungsgemäße Vorrichtung ist aus der EP 1144292 B1 bekannt. Sie dient zum berührungslosen Führen und Stützen der Bahn beim Auftragsvorgang. Die vorgesehene Leitfläche ist dabei der Unterseite, also der nicht beschichteten Seite zugeordnet und nach der Auftragsvorrichtung angeordnet.

Außerdem wird auf die noch unveröffentlichte DE 10322519.6 verwiesen, in der als Bahnführungselement ebenfalls erst nach einer Auftragseinrichtung ein poröser Leitkörper angeordnet ist.

Ein sehr effektives Verfahren der Beschichtung einer Faserstoffbahn wird immer öfter mit dem sogenannten Vorhangstreichen (Curtain Coating) vorgenommen, weil dieses Verfahren kontaktfrei das Auftragsmedium aufbringt und dabei nur soviel an Auftragsmedium notwendig ist, wie auf dem zu beschichtenden Untergrund bzw. der Faserstoffbahn auch verbleiben soll. Bei Vorhangstreichen wird das Auftragsmedium aus einer Auftragsdüse des Auftragswerkes abgegeben und fällt im Wesentlichen durch die Gravitation auf die darunter laufende Bahn. Eine stabile und gleichmäßige Führung der Faserstoffbahn ist dabei notwendig, aber noch nicht zufriedenstellend gelöst.

Das Auftragswerk ist beim Vorhangstreichen in einem Abstand zwischen 50 und 400 mm über der laufenden Bahn angeordnet. Diese Fallhöhe hat sich hinsichtlich eines sich streckenden Vorhanges bewährt. Allerdings sind bei derartigen Höhen die Wirkungen der mit der laufenden Bahn zum Vorhang hin eingeschleppten Luftgrenzschicht negativ und können dazu führen, dass der fallende Vorhang instabil wird. Dieser Zustand verschlechtert sich, je schneller die Faserstoffbahn läuft.

Deshalb ist es Aufgabe der Erfindung, einen geeigneten Leitkörper für eine vor allem schnelllaufende Faserstoffbahn im Bereich eines Auftragswerkes zu schaffen, mit dem die Nachteile des Standes der Technik vermieden, zumindest aber minimiert werden können.

Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass ein Leitkörper mit gasdurchlässiger, poröser Leitfläche vorgesehen ist. Der Leitkörper mit seiner gasdurchlässigen Leitfläche ist erfindungsgemäß jener Faserstoffbahnseite zugeordnet, die das Auftragsmedium empfängt. Außerdem ist der Leitkörper unmittelbar vor einem vom Auftragswerk abgegebenen und auf die Faserstoffbahn auftreffenden Vorhang angeordnet. Das bedeutet, es befinden sich keine weiteren Elemente vor dem Vorhang.

Es versteht sich, dass der Leitkörper auch vor anderen Arten an Auftragswerken, beispielsweise Freistrahlauftragswerken, eingesetzt werden kann, jedoch sind hier die Auswirkungen der Luftgrenzschicht weniger kritisch.

Der erfindungsgemäße Leitkörper ist in der Lage eine Mehrfachfunktion auszuüben. Diese besteht darin, die Faserstoffbahn sowohl stabil führen und umlenken, als auch die mit der schnelllaufenden Bahn dem Auftragswerk bzw. dem abgegebenen Vorhang zuströmende, störende Luftgrenzschicht abdrängen zu können.

Darüber hinaus ist es auch möglich, den erfindungsgemäßen Leitkörper bei einer Anordnung für das beidseitige Vorhang- Beschichten einzusetzen. Gemäß der Erfindung ist der Leitkörper zwischen einem ersten Vorhang-Auftragswerk zur Beschichtung der einen Bahnseite und einem in Laufrichtung der Faserstoffbahn nachgeordneten zweiten Vorhang-Auftragswerk für die andere Bahnseite angeordnet. Dabei ist die Bahnführung so zu wählen, dass der Vorhang immer von oben her auf die Faserstoffbahn auftreffen kann und dazu die Bahn in entsprechender Richtung auch umzulenken ist. Dabei darf die zuerst aufgebrachte Auftragsschicht nicht beschädigt werden. Der erfindungsgemäße Leitkörper erfüllt diese Forderung.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung kann darin bestehen, dass der Leitkörper, zumindest aber seine der betreffenden Bahnseite zugewandte Leitfläche, konvex ausgebildet ist.

Eine zweckmäßige Ausbildung kann darin bestehen, dass die Leitfläche des Leitkörpers einen Radius von ca. 200 bis 600 mm aufweist. Damit ist ein sanfter Bahneinlauf und feinfühligere Umlenkung der Bahn gewährleistet. Die Kontur der von der Faserstoffbahn abgewandten Leitkörperseite ist dagegen weniger ausschlaggebend und kann entsprechend dem gegebenen Bauraum angepasst sein.

Eine weitere Ausführung kann auch darin bestehen, dass die konvexe Krümmung der Leitfläche in einen ebenen, beliebig verlängerbaren Bereich übergeht. Dadurch ist man in der Lage, längere Wegstrecken bis hin zur Auftragsvorrichtung zu überbrücken und dabei eine einwandfreie Führung der Bahn und zwar in nur sehr geringem Abstand zum Leitkörper zu ermöglichen. Dieser geringes Spalt bzw. Abstand hat wiederum den Vorteil, dass sich keine Längsfalten in der Faserstoffbahn bilden können. Außerdem hat diese Ausbildung den Vorteil, dass ein erneutes Aufbauen der Luftgrenzschicht bis hin zum Vorhang unterbunden wird.

Die Erfindung lässt sich sehr zweckmäßig dahingehend ausbilden, dass der kastenartige bzw. auch hohlzylindrisch aufgebaute Leitkörper, der sich im Wesentlichen über die gesamte Breite der Faserstoffbahn erstreckt, mit Überdruck beaufschlagbar ist, wodurch aus den Poren der Leitfläche Gas, insbesondere Luft austritt, die die Bahn auf einem dünnen Gas- bzw. Luftfilm führt.

Der Leitkörper bzw. seine Leitfläche, die bei dieser Ausführungsform feststehend ausgebildet sind, bringen auf Grund der nicht benötigten Antriebsenergie Vorteile bzw. Kosteneinsparungen mit sich.

Im Rahmen der Erfindung ist es allerdings auch möglich, den Leitkörper wie gesagt als Hohlzylinder auszubilden, wobei seine den Außenumfang bildende Leitfläche in Laufrichtung der Faserstoffbahn drehbar ist. Diese Ausführung macht Sinn bei kleinerem zur Verfügung stehenden Bauraum.

Der Leitkörper ist vor allem in unmittelbarer Nähe der angesprochenen Vorhangauftragswerke, das heißt des abgegebenen Vorhanges einsetzbar. Die Erfinder haben erkannt, dass dort hohe Luftmengen eines Bahnführungselementes nicht toleriert werden können, weil diese den Vorhang ebenso wie die mitgeführte Luftgrenzschicht den Auftragsvorhang empfindlich stört.

Unter Umständen kann es zweckmäßig sein, mit dem vom Leitkörper abgegebenen Gas das Gaspolster bzw. den Luftfilm teilweise stärker auszubilden. Es ist deshalb angedacht, die Größe und/oder die Anzahl der Poren der Leitfläche an der Stelle, an der die Faserstoffbahn dem Leitkörper zu- und/oder abläuft, zu erhöhen, so dass sich der besagte Luftfilm in diesem sensiblen Bereich höher als im übrigen Bereich der Leitfläche ausbilden kann.

Ebenso ist eine unterschiedliche Porengröße und/oder Anzahl der Poren verteilt in Querrichtung der Bahn (d.h. in Längsrichtung des Leitkörpers) denkbar, um einen gezielten Einfluss auf den Bahnverlauf ausüben zu können. So können beispielsweise Größe und/oder Anzahl der Poren an den seitlichen Enden und/oder im Mittenbereich des Leitkörpers stärker ausgebildet sein, um Faltenbildungen der Faserstoffbahn entgegen zu wirken oder zu eliminieren.

In diesem Zusammenhang kann daran gedacht werden, die Porengröße durch angebrachte Schieber zu verändern.

Eine weitere sehr vorteilhafte Lösung kann darin bestehen, dass die Porengröße der porösen Leitfläche =< 10 μm beträgt und der Luftdurchsatz insgesamt sehr niedrig ist, d.h. kleiner als 1000 m³/h m², vorzugsweise kleiner als 300 m³/h m² ist.

Ein höherer Luftdurchsatz, wie er beim sogenannten Airturn mit 1640 – 3130 m³/h m² vorkommt und der damit verbundenen Luftverwirbelung, würde den Vorhang negativ beeinflussen.

Außerdem ist die Aufteilung des Inneren des Leitkörpers in einzelne Segmente denkbar, wo unterschiedliche Drücke und/oder Temperaturen einstellbar sind.

Nachzutragen ist, dass der Leitkörper nicht nur die bereits beschriebene Formgebung aufweisen kann. Der Querschnitt des erfindungsgemäßen Leitkörpers, der in seiner Länge an die Breite der Maschine bzw. Faserstoffbahn angepasst ist, könnte beispielsweise auch dreieckig, halbkreisförmig oder ähnlich sein.

Mit der Erfindung wird eine Auftragsvorrichtung geschaffen, die gleichzeitig einen Leitkörper zur Verfügung stellt, der zuverlässig die Luftgrenzschicht reduziert und diesen Zustand bis zum Auftreffen eines von einem Auftragswerk abgegebenen Vorhanges beibehält und außerdem noch die Faserstoffbahn faltenfrei führt. Damit wird auch gewährleistet, dass das Vorhang- Beschichten nunmehr auch bei hohen Bahngeschwindigkeiten von ca. 2000 m/min durchführbar ist.

Es soll noch erwähnt sein, dass der erfindungsgemäße Leitkörper sich auch als Überführhilfe der Bahn einsetzen lässt. Für diesen Fall kann der Leitkörper besaugt werden.

Weitere vorteilhafte Ausbildungen ergeben sich aus weiteren Unteransprüchen.

Nachfolgend soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden.
Es zeigen:
1 in schematischer Seitenansicht ein erfindungsgemäßes Vorhang-Auftragswerk
2 in schematischer Seitenansicht eine mögliche Anwendungsform der Erfindung In den Figuren sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
In 1 ist eine Auftragsvorrichtung in Form eines Vorhang-Auftragswerkes 1 im Betriebszustand gezeigt.
Das Auftragswerk 1 besteht aus einem Auftragskopf 2, in dem sich eine Verteilkammer 3 für das vorgesehene Auftragsmedium 4 befindet. Die Verteilkammer 3 geht ausgangsseitig in eine schlitzförmige und sich über die gesamte Breite der Vorrichtung erstreckende Düse 5 über, aus der beispielsweise pigmenthaltige hochviskose Streichfarbe in Form eines Vorhanges 6 auf die Oberseite 7a einer Faserstoffbahn 7 aus Papier oder Karton gelangt. Die Faserstoffbahn 7 wird im Beispiel also auf direktem Wege beschichtet.
Die Faserstoffbahn 7 in Pfeilrichtung L, zunächst von oben her kommend, läuft einem relativ flachen, kastenartigen, hohlen Leitkörper 8 zu, der auf der zu beschichtenden Seite der 7a der Faserstoffbahn 7 angeordnet ist und dort eine Leitfläche 8a aufweist.
Im Zulaufbereich ist diese Leitfläche 8a konvex gerundet und mit einem Radius von ca. 400 mm versehen, der im Beispiel in eine ebene Leitfläche 8b übergeht und bis in unmittelbare Nähe des Vorhanges 6 reicht, so dass sich eine Luftgrenzschicht LG nicht erneut aufbauen kann.
Die der Bahnseite 7a zugewandte Leitfläche 8a und 8b ist porös und damit gasdurchlässig ausgebildet. Als Material für diese Leitfläche ist ein keramisches Material geeignet.
Das Innere 8c des Leitkörpers 8 ist mit Überdruck P beaufschlagt, der auf größer als 1 bar, insbesondere ca. 15 bar eingestellt ist. Aus den Poren 9 kann dadurch das unter Überdruck stehende Gas 10 bzw. Luft aus dem Leitkörper 8 fein verteilt nach außen entweichen und einen ca. 1,5 bis maximal 5 mm dicken Gasfilm 15 bilden, auf dem sich die Faserstoffbahn 7 bis hin zum Vorhang 6 faltenfrei führen und auch umlenken lässt. Zugleich lässt sich die mit der Bahn 7 mitgeschleppte schädliche Luftgrenzschicht LG, wie mit gestrichelten Pfeilen angedeutet, nach außen abdrängen.
Während des Auftragens des Mediums 4 mittels Vorhang 6 wird im weiteren Bahnlauf die Faserstoffbahn 7 über eine der Bahnunterseite 7b zugeordnete Stützfläche 11 in Form einer Walze geführt und wiederum umgelenkt und zwar nach unten. Von hier aus ist sie weiteren Behandlungsorten 12, z.B. der kontaktlosen Trocknung oder weiteren Beschichtungen zuführbar.
Beispielsweise sind weitere Auftragsmediumsschichten auf dieselbe Bahnseite oder auch auf die andere Bahnseite aufbringbar. Letztere Möglichkeit des Auftrages mit zwei nacheinander folgenden Vorhang-Auftragswerken 1 und 21 ist in 2 gezeigt, weil diese eine besonders vorteilhafte Einsatzmöglichkeit des Leitkörpers 8 darstellt.
Wie in 2 angedeutet, sind die zwei Vorhang-Auftragswerke 1 und 21 in im Wesentlichen horizontal verlaufenden Abschnitten des Verlaufes der Faserstoffbahn angeordnet und bringen jeweils dabei das Auftragsmedium von oben her auf die Faserstoffbahn 7 auf.
Um diese Anordnung zu ermöglichen, sind zylindrische Umlenkwalzen 22 vorgesehen, die die Faserstoffbahn 7 zwischen den beiden Auftragswerken 1 und 21 umlenken. Diese Umlenkwalzen 22 sind allesamt auf der noch ungestrichenen Bahnseite 7a und 7b angeordnet, so dass die vom Auftragswerk 1 auf die Bahnseite 7a aufgebrachte Schicht nicht beeinträchtigt werden kann.
Einige der Walzen 22 weisen eine poröse Leitfläche, wie in 1 beschrieben, auf und sind mit 28 beziffert. Die dem Auftragswerk 1 und 21 unmittelbar vorgeordnete Umlenkwalze 28 lenkt mit ihrer Leitfläche 8a die Faserstoffbahn 7 um und ist gleichzeitig in der Lage, die unerwünschten Luftgrenzschichten LG abzudrängen, so dass die Beschichtung mittels Vorhang 6 ungestört erfolgen kann und eine über die gesamte Bahnbreite hinweg gleichmäßig verteilte Auftragsschicht erreichbar ist. Als Leitkörper 28 können bei der Ausführung gem. 2 auch kastenartige Profile mit jeweils bis zum Vorhang 6 reichender ebener Leitfläche 8b (wie in 1 dargestellt) vorgesehen sein. Diese Möglichkeit der Ausbildung der Leitkörper 28 ist in der 2 gestrichelt eingezeichnet.
Zwischen dem zweiten Auftragswerk 21 und einer kontaktlos wirkenden Trockeneinrichtung 12 ist schließlich noch eine weitere berührungslos arbeitende Umlenkwalze 28 mit poröser Leitfläche 8a an der Bahnseite 7a vorgesehen.
Mit dieser Anordnung ist die Faserstoffbahn 7 faltenfrei der besagten Trockeneinrichtung 12 zuführbar und die frischen Auftragsschichten resultierend vom Auftragswerk 1 und 21 bleiben unbeschädigt, was die Qualität der gestrichenen Faserstoffbahn 7 deutlich erhöht.

1: Auftragswerk
2: Auftragskopf
3: Verteilkammer
4: Auftragsmedium
5: Düse
6: Vorhang
7: Faserstoffbahn
7a: eine Bahnseite
7b: andere Bahnseite
8: Leitkörper
8a: Leitfläche
8b: ebene Leitfläche
8c: Inneres des Leitkörpers
9: Poren
10: Gas
11: Stützfläche
12: weitere Behandlungsorte z.B. Trockeneinrichtung
15: Gasfilm
21: Auftragswerk
22: Umlenkwalze
28: Umlenkwalze mit poröser Leitfläche
L: Laufrichtung
LG: Luftgrenzschicht
P: Druck

Claims

Leitkörper zum Führen einer laufenden Papier-, Karton- oder anderen Faserstoffbahn (7), wobei der Leitkörper eine gasdurchlässige, poröse Leitfläche (8a) aufweist, auf der die Faserstoffbahn (7) geführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Leitkörper (8, 28) unmittelbar vor einem in einem bestimmten Abstand zur Faserstoffbahn (7) angeordneten Vorhang-Auftragswerk (1, 21) positioniert ist, welches ein flüssiges bis pastöses Auftragsmedium (4) zur Beschichtung der Faserstoffbahn (7) als sich im Wesentlichen schwerkraftbedingt bewegenden, frei fallenden Vorhang (6) abgibt und dabei die gasdurchlässige Leitfläche (8a) jener Bahnseite (7a, 7b) zugeordnet ist, die das Auftragsmedium (4) empfängt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Leitkörper (8, 28) bis unmittelbar an den vom Auftragswerk (1, 21) abgegebenen und auf die Faserstoffbahn (7) auftreffenden Vorhang (6) heran reicht.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Leitkörper (8) zwischen einem ersten Vorhang-Auftragswerk (1) und einem in Laufrichtung (L) der Faserstoffbahn (7) nachgeordneten Vorhang-Auftragswerk (21) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Vorhang-Auftragswerk (1) zur Beschichtung der einen Bahnseite (7a) und das zweite Vorhang-Auftragswerk (21) zur Beschichtung der anderen Bahnseite (7b) der Faserstoffbahn (7) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Leitkörper (8, 28) gleichzeitig der Umlenkung der Faserstoffbahn (7) dient und dazu zumindest seine der jeweiligen Bahnseite (7a, 7b) zugewandte Leitfläche (8a) konvex ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitfläche (8a) des Leitkörpers (8, 28) einen Radius von ca. 200 bis 600 mm aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die konvexe Krümmung der Leitfläche (8a) in einen ebenen Bereich der Leitfläche (8b) übergeht.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Leitkörper (8, 28) mit Überdruck beaufschlagbar, aber auch besaugbar ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Leitkörper (8) bzw. seine Leitfläche (8a, 8b) feststehend ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Leitkörper (28) als Hohlzylinder ausgebildet ist und seine den Außenumfang bildende poröse Leitfläche (8a) in Laufrichtung der Faserstoffbahn (9) drehbar ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Porengröße der porösen Leitfläche (8a, 8b) ≤ 10 μm beträgt.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Größe und/oder die Anzahl der Poren (9) der Leitfläche (8a, 8b) an der Stelle, an der die Faserstoffbahn (7) dem Leitkörper (8a, 8b) zu- und/oder abläuft höher als im übrigen Bereich der Leitfläche (8a, 8b) ist, wobei der durchschnittliche Durchmesser oder die Länge der Poren (9) kleiner als 0,2 mm ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Größe und/oder die Anzahl der Poren (9) der Leitfläche (8a, 8b) in Längsrichtung des Leitkörpers (8, 28) bzw. in Querrichtung der Faserstoffbahn (7) gesehen, unterschiedlich, vorzugsweise einstellbar ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasdurchsatz der Poren (9) kleiner 1000 m³/h m², vorzugsweise kleiner 300 m³/h m² ist.
Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasdurchsatz bewirkt, dass die Dicke des zwischen der Leitfläche (8a, 8b) des Leitkörpers (8, 28) und der bewegten Faserstoffbahn (7) gebildeten Gasfilmes geringer als 5 mm bzw. ca. 1,5 mm beträgt.